物理學是一門研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作爲自然科學的帶頭學科，物理學研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律，因此成爲其他各自然科學學科的研究基礎。實驗作爲檢驗物理學理論正確性的唯一標準，是物理學中的重中之重。物理實驗往往都通過實驗的數據或者是一些現象來揭示或者是驗證物質世界的一些規律。而我今天要講的就是一個簡單的物理實驗，在某種程度上顛覆了因果律！雙縫干涉實驗 1807年，托馬斯·楊總結出版了他的《自然哲學講義》，裏面綜合整理了他在光學方面的工作，並在裏面第一次描述了雙縫實驗：把一支蠟燭放在一張開了一個小孔的紙前面，這樣就形成了一個點光源（從一個點發出的光源）。現在在紙後面再放一張紙，不同的是第二張紙上開了兩道平行的狹縫。從小孔中射出的光穿過兩道狹縫投到屏幕上，就會形成一系列明、暗交替的條紋，這就是現在衆人皆知的雙縫干涉條紋。相信許多人都曾經在高中物理教材中有學到，或者有做過這個實驗。在量子力學裏，雙縫實驗（double-slit experiment）是一種演示光子或電子等等微觀物體的波動性與粒子性的實驗。雙縫實驗是一種“雙路徑實驗”。在這種更廣義的實驗裏，微觀物體可以同時通過兩條路徑或通過其中任意一條路徑，從初始點抵達最終點。這兩條路徑的程差促使描述微觀物體物理行爲的量子態發生相移，因此產生干涉現象。1979年在普林斯頓舉行了一場紀念愛因斯坦誕辰100週年的活動。會上愛因斯坦曾經的同事— John Wheeler 提出了一個實驗，根據“雙縫干涉實驗”修改而來，這就是著名的“Delayed Choice Experiment 延遲選擇實驗”。 前面說過，人們一觀測，電子就呈“粒子形式”通過雙縫，人們不觀測，電子就以波的形式通過雙縫。Wheeler提出，如果我們根據電子的速度，當確定它已經通過雙縫之後，迅速的在後面的板上放上攝像機，會出現什麼情況？語出驚人！科學家紛紛行動起來。5年之後，馬里蘭大學的Carroll O Alley和其同事宣佈實驗已經成功，結果是當我們在確定電子已經通過雙縫後，迅速的在後面的板上放上攝像機的結果是—出現了兩道條紋！反之亦然，如果迅速的拿掉攝像機，又會出現干涉條紋，即使我們在決定拿掉攝像機的時候，電子已經通過了雙縫！恐怖的問題來了，爲什麼粒子明明已經通過了夾縫，我們再去改變探測器開關，條紋爲什麼還會發生變化，難道現在的變化改變了過去發生的事情，因果律崩塌了？我現在的一個動作（是否放攝像機），可以決定電子過去的一個動作（以什麼方式通過雙縫）？這就是量子力學的魅力！這就和量子力學中的一種說法有關。“薛定諤的貓”，相信很多人知道。當電子處於量子態時，狀態是波，就像那隻“半生半死的貓”，一旦處於“被觀察”的狀態，或者觀察者做出了“觀察”的動作，馬上就變成了粒子的狀態，而貓也確定了是死是活。這個實驗有許多解釋一、一切都是你的”觀察“所創造出來的，一切具有波粒二象性。這個實驗帶給我們的結果是：當你去觀察一個光子時，它瞬間就會崩潰爲實在的物質粒子。在你觀察之前，光子是以擴散着的波的方式彌散在整個宇宙空間中的。彌散的意思是：一個光子可以同時存在於空間中的許多個地點。同時，一個地點也可以同時被許多個光子佔據着。光子到底是波還是粒子？實際上你無法描述光子到底是什麼以及它以何種方式存在着。你只能這樣描述它：光子即是波也是粒子。在你看到它時，它是粒子。在看到它之前，它以波的方式存在着。正如波粒二象性證明：只有在你明確意識到一個光子時，光子才成爲了物質存在。即，只有在你去觀察了銫原子時，它才成爲了存在，進而帶來了振動，帶來了時間和空間。所以是意識首先讓物質粒子成爲了實在，然後纔出現了物質間的相對運動，最後纔出現時間和空間的。 因爲光子、電子等基本粒子組成了世界上的一切物質，在你沒有意識到一個粒子之前，它是不存在的。所以由基本粒子組成的花朵、浮雲、女兒、飛機、上海、月亮，直至銀河系、整個宇宙，只有在你去觀察了他們時，才瞬間被你“看”了出來。在看出他們存在的同時，你即刻創造出了時間和空間。二、過去沒有發生，只有在你意識到它的時候，才瞬間創造出了它的歷史。這個說法是偏向於唯心主義的。延遲實驗的目的是爲了回答：已經發生的事件，在一個人沒有意識到它之前，是否是不確定的？一個人的意識是否可以改變已經發生事件的發生發展及其存在的狀態？ 詳細說明一下實驗設置：假如一個光子從光子發射器出發到擋板的雙縫處用時1秒鐘。光子穿過雙縫到達後面的熒屏上又用時1秒鐘。延遲實驗的意思是，在發射出光子1.5秒鐘後，再決定是否放上光子探測器。因爲這時光子是以粒子，還是以波的方式穿過雙縫的事件已經發生了，所以按照一般常識的理解，延遲所做出的決定（放上或不放上光子探測器）是不會影響已經發生事件的。然而最終得到的確定性實驗數據竟然是：在1.5秒鐘時，你所做出的決定（觀察或不觀察）依舊可以逆0.5秒鐘的時間決定光子是以粒子的方式還是以波的方式穿過雙縫。 延遲選擇實驗帶給我們的結果是：現在我們看待事物的方式會逆時間改變我們還沒有意識到的、但卻已經發生過的事件。是你的“看”，不但創造出了現在，而且還在改變着過去已經發生的事件！總結科幻小說《球狀閃電》，裏面就涉及到了一個有關於量子的理論。當一個人被球狀閃電擊中後，整個人都被燒成灰灰。但是！這個人死了嗎？沒有！他是轉化成了一種虛幻的量子態，只有在處於不被觀察的狀態下，才能影響物質世界並顯形。（注意!這裏所說的觀察，是各種意義上的觀察，包括肉眼、攝像機、甚至衛星的監控）。這個理論恰當地詮釋了什麼是量子力學中的“不確定性”。如果有興趣的朋友可以去看看這本大劉的小說。希望你對未知保持敬畏之心，共勉。

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